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编号:10270770
慢性下腰痛患者腰屈伸肌的等速肌力评价
http://www.100md.com 《中国康复医学杂志》 1999年第6期
     作者:占飞 沈莉 吴毅 胡永善 范振华

    单位:上海医科大学华山医院康复医学科,200040

    关键词:下腰痛;肌力;向心收缩;离心收缩

    中国康复医学杂志990603 摘要 目的:通过对慢性下腰痛患者腰屈伸肌进行等速向心、离心肌力测试,定量评价患者腰屈伸肌肌力的变化,为慢性下腰痛患者腰屈伸肌肌肉功能的康复训练提供依据。方法:运用Cybex-6000型等速测力系统分别对30例慢性下腰痛患者及30例正常人在慢速(30°/s)和中速(90°/s)条件下进行腰屈伸肌的等速向心和离心肌力测试,评价屈肌与伸肌的峰力矩/体重比值,以及腰屈伸肌向心与离心的峰力矩/体重比值。结果:两种测试速度下,患者组与正常组相比,腰屈肌向心测试和屈、伸肌离心测试的峰力矩/体重值降低,伸肌向心测试的峰力矩/体重值较正常组显著下降(P<0.001);向心测试屈、伸肌峰力矩与体重比值显著增大(P<0.01),离心测试屈、伸肌峰力矩与体重比值增大;屈肌向心、离心测试的峰力矩与体重的比值降低,伸肌向心、离心测试的峰力矩与体重的比值显著降低(P<0.01)。结论:慢性下腰痛患者腰屈伸肌存在屈伸肌力的下降及失衡,需针对性地进行屈伸肌肌力训练,以恢复屈伸肌对腰椎主动稳定和功能性活动的作用,避免肌源性下腰痛的反复发作和牵延难愈。
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    An isokinetic evaluation on strength of trunk muscles in patients with chronic low-back pain

    ZHAN Fei, SHEN Li, WU Yi,et al

    Chinese Journal of Rehabilitation Medicine,1999,14(6):247~250

    Abstract Objective: To clarify the difference between concentric and eccentric strength of healthy subjects and those patients with chronic low-back pain (CLBP). Method: Flexors and extensors peak torque/body weight (PT/BW) were measured at two angular velocities (30°/s、90°/s) in concentric and eccentric contractions modes in 30 patients with CLBP and 30 healthy subjects with Cybex-6000 isokinetic testing system, to evaluate flexor/extensor peak torque ratio (F/E) during concentric and eccentric contraction and concentric/eccentric peak torque ratios (C/E) of flexors and extensors. Result: At two velocities, concentric PT/BW of extensors in patients were significantly lower than those of healthy subjects (29.6% vs. 25.4%, P<0.001),flexors concentric PT/BW(peaktorque/body weight) decreased, but there were no significant difference between the patients and healthy subjects. F/E ratios of concentric and eccentric in patients were greater than those of healthy subjects , but those of eccentric peak torque were no significant difference. C/E ratios of flexors and extensors declined, and those of extensors were significantly declined. Conclusion: Muscle strength of both flexors and extensors declined.Decline of extensor strength was significantly greater than that of flexor. Itsuggests that muscle strength training in patients with CLBP is necessary in rehabilitation program, and the training of the extensors should be emphasized.
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    Author′s address Dept. of Rehabilitation, Huashan Hospital, Shanghai Medical University,200040

    Key words Low-back pain;Muscle strength;Concentric contraction; Eccentric contraction

    慢性下腰痛(chronic low-back pain, CLBP)的发生率较高。不少研究认为腰屈伸肌力的改变可能是诱发下腰痛并导致其拖延难愈和反复发作的重要原因之一〔1〕。国外不少学者对CLBP患者腰屈伸肌等长收缩及向心收缩肌力的变化进行了研究,但由于测试方法、测试仪器的不同,相关的测试结果存在一定的差异。另外对腰屈伸肌离心肌力的测试与评价国内外尚少见报道,而从日常生活及腰部功能性运动的需要看,腰屈伸肌离心肌力的大小具有十分重要的意义,是评价腰部功能的重要指标。已有研究表明,等速测力系统对躯干肌力的测试具有较好的准确性和可靠性〔2〕。因此本文运用Cybex-6000型测力系统对正常人及CLBP患者腰屈伸肌向心、离心肌力进行测试,以定量评价患者腰屈伸肌肌力的改变,为CLBP患者肌肉功能的康复训练提供理论依据。
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    1 材料与方法

    1.1 测试对象

    患者组:CLBP患者30例,男24例,女6例,来自华山医院门诊,年龄38.9±8.7岁,体重61.8±7.3kg,身高1.71±0.09m,下腰痛发生至少6个月,病程11.8±6.8个月。根据CT或MRI及临床检查确诊,按下腰痛病因分,其中腰突症患者17例,椎管狭窄4例,软组织慢性劳损9例。下腰疼痛程度根据视觉类比法(1~10)进行评定,病人疼痛程度评分5.2±0.6(4~6),即疼痛程度轻度或中度。

    对照组:30例,男24例,女6例,年龄39.4±7.9岁,体重62.1±8.1kg,身高1.70±0.08m,选取对象为未参加特殊腰背肌运动项目、无下腰痛及脊柱手术史的健康人。以上两组对象均无高血压及心血管病史。

    1.2 测试方法
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    运用Cybex-6000型等速肌力测试系统(美国Lumex公司)对正常组及患者组进行腰屈伸肌肌力测试。测试前进行仪器标定。①准备活动:受试者测试前作10min热身活动,尽量拉伸躯干屈伸肌肉;②固定:受试者取直立位, 膝微屈,站于上下可调底板上,膝关节窝处和髌骨上下各用一软垫固定,于L5~S1水平用尼龙带固定躯干,肩带前后固定于前胸第二肋骨水平处,以尽量减少上、下肢肌群对躯干肌力测试结果的影响;③关节对线:动力头轴心与L5~S1的椎间盘处于同一直线,以解剖0°位(垂直位)为测试开始位,活动范围设定在屈曲60°和背伸15°之间,屈为从垂直位弯曲到60°,伸为从屈60°到垂直起点后15°位;④测试速度:测试速度为慢速(30°/s)及中速(90°/s),每组速度屈伸5次,每组测试间隔时间60s。每组速度正式测试前让受试者先进行3次亚极量准备活动;⑤测试方式:采用向心-离心循环测力的方法,先测屈肌,屈肌先作向心收缩,随后作离心收缩,中间不停顿。屈肌测试完毕,休息10min后,测试伸肌。测试过程中要求病人在整个活动范围内作最大努力的腰屈伸运动。测试数据由测力系统的计算机自动记录和计算。
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    1.3 测试指标

    腰屈伸肌向心、离心峰力矩/体重比值(PT/BW),向心、离心屈肌/伸肌峰力矩比值(F/E),屈、伸肌向心/离心峰力矩比值(C/E)。

    1.4 统计学处理

    实验结果用均数±标准差(±s)表示,组间比较采用t检验。

    2 结果

    见表1~3。

    表1 腰屈伸肌PT/BW比较 单位:(Nm/kg) 测试速度

    测试方式

    屈 肌
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    伸 肌

    正常组

    患者组

    正常组

    患者组

    30°/s

    向心

    2.20±0.41

    1.91±0.52

    3.22±0.53

    2.24±0.63

    离心

, 百拇医药     3.14±0.58

    2.92±0.52

    4.49±0.65

    3.97±0.61

    90°/s

    向心

    1.85±0.35

    1.63±0.38

    2.34±0.41

    1.71±0.54

    离心

    2.71±0.51
, 百拇医药
    2.59±0.61

    4.18±0.46

    3.87±0.56

    注:①患者组伸肌向心值显著低于正常组,P<0.01;与①、②与③比较,两组受试者屈伸肌离心值显著大于向心值,P<0.01表2 腰F/E比较 (%)

    测试速度

    测试方式

    正常组

    患者组

    30°/s

    向心

    0.71±0.11
, 百拇医药
    0.89±0.13

    离心

    0.68±0.12

    0.76±0.15

    90°/s

    向心

    0.78±0.11

    0.99±0.12

    离心

    0.66±0.14

    0.73±0.13

    注:①两组间比较,P<0.01表3 腰C/E比较 (%) 测试速度
, 百拇医药
    测试肌群

    正常组

    患者组

    30°/s

    屈肌

    0.71±0.05

    0.64±0.07

    伸肌

    0.73±0.09

    0.55±0.06

    90°/s

    屈肌
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    0.69±0.08

    0.61±0.08

    伸肌

    0.58±0.17

    0.46±0.03

    注:①两组间比较,P<0.01 30°/s、90°/s条件下,两组受试者屈、伸肌离心PT/BW均显著大于向心值(P<0.01)(图1、图2);患者屈肌向心PT/BW分别减少12.7%、11.2%,离心分别减少7.1%、6.9%,与正常组相比无显著差异(图1);患者伸肌向心PT/BW分别减少29.6%、25.4%,与正常组相比有显著差异(P<0.001),离心PT/BW分别减少10.8%、7.5%,与正常组无显著差异(图2)。30°/s、90°/s条件下,患者组与正常组相比,向心F/E值显著增大(P<0.01),离心F/E值增大,但无显著性差异(图3)。30°/s、90°/s条件下,患者组与正常组相比,伸肌C/E值显著减小(P<0.01),屈肌C/E减小,但无显著差异(图4)。
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    图1 正常组与患者组腰屈肌PT/BW值比较

    图2 正常组与患者组腰伸肌PT/BW值比较

    图3 正常组与患者组腰F/E值比较

    图4 正常组与患者组腰屈伸肌C/E比较

    3 讨论

    CLBP患者腰屈伸肌肌力的下降可能是由于疼痛而产生的肌肉反射性抑制;以及患者由于活动受限导致较长时间肌肉静力性负荷不足及运动缺乏,引起肌肉不同程度废用性萎缩,并可进一步导致疼痛-肌痉挛-肌萎缩-疼痛的恶性循环〔1〕。患者伸肌肌力降低甚于屈肌,还可能与部分患者存在神经根受压,导致支配腰伸肌的腰神经后支外侧支的营养作用失调而引起伸肌萎缩有关。由于向心收缩主要表现为肌纤维的募集,即肌肉收缩成分产生张力,因而上述因素对肌肉向心收缩肌力影响较大;而离心肌力的大小除受肌纤维产生张力大小的影响外,还受到系列弹性成分产生张力的影响〔3〕,故患者离心肌力虽较正常组下降,但无显著差异。
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    测试过程中,CLBP患者的疼痛可能会产生肌肉抑制,但从测试的力矩曲线分析,每组5次测试的力矩曲线具有较好的一致性,可判断患者在测试过程中发挥了最大程度的努力,能较好地反映肌肉的实际功能情况。

    离心肌力的大小在日常生活和功能性运动中起着十分重要的作用,如日常生活中,放下重物,腰伸肌的离心肌力比屈肌向心肌力对完成这一动作更加重要。另有研究报道,离心收缩对恢复肌力较其他训练方式具有明显的优越性。CLBP患者离心肌力的大小还用于评价康复训练的效果〔4〕。因此,CLBP腰屈伸肌离心肌力的评价是判断肌肉功能的一个重要指标。本研究显示,肌肉离心收缩产生的张力显著大于向心收缩的张力,患者屈、伸肌离心肌力虽有不同程度的下降,但与正常组相比无显著差异(图1,2)。离心测试后受试者在次日逐渐感觉肌肉疼痛加重,可能是离心收缩产生的迟发性肌肉酸痛所致,未经处理,一般3~5天后恢复如前。

    腰椎的稳定性和生理前凸的维系,依靠脊柱本身结构和与之相关联的肌肉系统维持,而腰椎的主动稳定很大程度上依赖于腰屈伸肌力大小及其比值的相对稳定,从腰肌生物力学特性和参与的运动来看,又可分为稳定协同肌和运动协同肌,稳定协同肌在腰椎的主动稳定中起着非常重要的作用;而运动协同肌的平衡是腰椎正确、协调运动模式的重要保证〔5,6〕。因此躯干肌力平衡的评价具有十分重要的意义。将患者与正常人的F/E值进行比较是评定CLBP患者肌力平衡及腰椎生物力学稳定性的重要指标。有研究认为,正常人腰F/E的比值在0.5~1之间。本测试结果显示,在30°/s和90°/s条件下,正常人向心F/E比值分别为0.71和0.78,CLBP患者分别为0.89和0.99, 与正常人相比显著增大(图3);而正常人离心F/E比值分别为0.68和0.66, CLBP患者分别为0.76和0.73,与正常人相比无显著差异(图3)。结果表明CLBP患者存在腰屈伸肌肌力的下降,尤以伸肌为甚,同时还存在腰椎前后肌力的失衡。这可致腰椎肌源性稳定力减弱,并进一步导致腰椎稳定性下降、腰骶关节失稳,CLBP患者症状加重和牵延难愈。而腰椎在运动过程中因主动肌、拮抗肌,以及向心、离心肌力的不平衡还可能导致腰部的反复损伤。
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    以上结果表明对CLBP患者除临床对因治疗外,还必须在疼痛缓解后重视腰屈伸肌的肌力训练,尤其应加强腰伸肌的肌力训练,以利于腰屈伸肌肌力和肌力平衡的恢复,增强腰椎的稳定性和活动能力,尽可能避免因肌力失衡引起的CLBP的反复和持久发作。下腰痛病因复杂,不同病因所致的CLBP患者腰屈伸肌肌力的变化特点是否一致,还有待于进一步研究。

    参考文献

    1 Thorestensson A, Arvidson A. Trunk muscle strength and low back pain. Scand J Rehabil Med,1982, 14:69~75.

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, 百拇医药
    3 Ellenbecker TS,Davies GL, Rowinski MJ. Concentric versus eccentric isokinetic strengthening of the rotator cuff: Am J Sports Med,1988,16:64~69.

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    5 Reid JG, Costigan PA. Trunk muscle balance and muscular force. Spine,1987,12:783~6.

    6 White AA,Panjabi MM. Clinical biomechanics of the spine. 2nd ed. Philadelphia: Lippincptt,1990.379~474.

    收稿日期:1999-02-04, 百拇医药